Changements historiques à long terme du débit écoulé dans le Haut bassin du fleuve Sénégal
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Hydrology of Large River Basins of Africa
Proc. IAHS, 384, 149–153, 2021
https://doi.org/10.5194/piahs-384-149-2021 Open Access
© Author(s) 2021. This work is distributed under
the Creative Commons Attribution 4.0 License.
Changements historiques à long terme du débit écoulé
dans le Haut bassin du fleuve Sénégal
Cheikh Faye
Département de Géographie, U.F.R. Sciences et Technologies, Université Assane Seck de Ziguinchor,
Laboratoire de Géomatique et d’Environnement, BP 523 Ziguinchor, Sénégal
Correspondence: Cheikh Faye (cheikh.faye@univ-zig.sn)
Published: 16 November 2021
Résumé. In this study, the flow trends on either side of the Manantali dam, in the upper Senegal River basin,
were assessed. The assessment was carried out for the period 1970 to 2019 using the Sen slope and the Mann-
Kendall test. The Mann-Kendall trend test was used to indicate the direction of the trends, while the Sen slope
was used to assess the magnitude of the change. The results of the study showed that there was an upward
trend in the flow of the Senegal River both annually and for every month upstream (Bafing-Makana station) and
downstream (Bakel station) from the barrage. The strongest upward trend is noted in October on the upstream
station with 4.12 m3 /month and in September on the downstream station with 10.99 m3 /month. In return, the
weakest upward trend is observed in May on the upstream station with 0.07 m3 /month and in August on the
downstream station with 0.67 m3 /month. The annual flow also showed a significant increase upstream (with a
rate of 0.35 m3 /year) and downstream (with a rate of 4.53 m3 /year) with a confidence level of 99 %. The results
of the study also showed that an increase in precipitation causes an increase in runoff, despite the construction
of hydraulic structures.
1 Introduction température au cours des cinquante dernières années (Faye
et al., 2019). Devant la succession d’épisodes climatolo-
Les fortes concentrations de gaz à effet de serre pro- giques (sécheresses et inondations) et hydrologiques (crues
voquent une augmentation de la température globale (Craw- et étiages) extrêmes, les études faites sur le bassin versant du
ford et al., 2019). L’augmentation de la température joue fleuve Sénégal ont donc procédé à une analyse des données
un rôle défavorable dans la modification des composants du pour caractériser le changement climatique dans ce bassin.
cycle hydrologique global (Ahmed et al., 2019). Les préci- Sur la période la plus récente, certaines études ont mis en
pitations sont considérées comme la composante la plus vi- exergue la hausse de la pluie et de l’écoulement dans la zone
goureuse du cycle hydrologique mondial, qui aurait changé depuis les années 2000 et qui présage d’une amélioration du
dans plusieurs régions du monde (Asfaw et al., 2018). L’al- régime hydrologique (Ali et al., 2008) et une recrudescences
tération des caractéristiques des précipitations provoque de des inondations. La connaissance de l’évolution du débit des
graves conséquences sur la société sous la forme d’inonda- cours d’eau au Sénégal est souvent limitée en raison de la
tions et de sécheresses, ce qui peut avoir un impact négatif disponibilité et de la qualité des données. La présente étude
sur la situation socioéconomique des populations (Ezzine et a examiné les méthodes non paramétriques pour caractériser
al., 2014). Les modifications du débit des cours d’eau ou des les tendances et leur signification des cours d’eau à partir de
rivières sont souvent associées aux modifications des préci- données historiques. L’évaluation a été réalisée sur des don-
pitations (Rawshan et al., 2019). nées de cinquante années allant de 1970 à 2019.
Les évaluations de tendance du débit des fleuves four-
nissent des informations de base relatives à l’eau (Gajbhiye
et al., 2016). Le Sénégal, situé en Afrique tropicale, a éga-
lement connu des changements dans les précipitations et la
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tiques, ont été appliquées aux jeux de données du bassin du
fleuve Sénégal.
3.2.2 Estimation de l’ampleur du changement
Dans cette étude, la méthode de l’estimateur des pentes
de Sen (Sen, 1968) a été appliquée pour calculer l’intensité
du changement du débit de la rivière. La méthode est bien
connue et largement utilisée pour le calcul des tendances
(Gajbhiye et al., 2016).
3.2.3 Tests de tendance de Mann–Kendall
Le test de Mann Kendall (Mann, 1945) est un test non pa-
ramétrique fréquemment utilisé pour évaluer des tendances
dans les séries chronologiques. Le test est également ap-
Figure 1. Localisation du bassin versant du fleuve Sénégal et de prouvé par l’Organisation météorologique mondiale (OMM)
son haut bassin. pour les évaluations des tendances hydrométéorologiques.
2 Zone d’étude 4 Résultats et discussion
Le fleuve Sénégal, long de quelques 1700 km, draine un 4.1 Analyse fréquentielle
bassin de 300 000 km2 , à cheval sur quatre pays que sont, Les résultats obtenus sont indiqués dans le Tableau 1. Les
d’amont en aval, la Guinée, le Mali, le Sénégal et la Mauri- valeurs en gras dans le Tableau indiquent que l’hypothèse
tanie (Fig. 1). Il va de 10◦ 200 à 17◦ N et de 7◦ à 12◦ 200 W et nulle H0 : « absence de tendance dans la série » est reje-
est formé de plusieurs affluents, dont les principaux sont le tée au niveau de confiance de 95 %, tandis que les valeurs
Bafing, le Bakoye et la Falémé qui prennent leurs sources en en italique indiquent le meilleur ajustement. A la station en
Guinée et forment le haut bassin (OMVS/Projet FEM/ BFS, amont (Bafing-Makana), il a été constaté que toutes les don-
2008) (Fig. 1). Le fleuve Sénégal ainsi formé par la jonc- nées suivaient la distribution gamma, tandis que l’hypothèse
tion entre le Bafing et le Bakoye, reçoit la Kolimbiné puis le nulle avait été rejetée pour certains mois (juin à octobre), sur
Karokoro sur la droite et la Falémé sur la gauche, à 50 km le module, sur le débit maximal et sur le débit des périodes
en amont de Bakel. Dans la partie Sud du bassin, la densité de hautes et de basses eaux pour la distribution normale et
du réseau hydrographique découle de la nature imperméable GEV.
des sols et de la faiblesse de l’infiltration (Michel, 1973 ; Ro- De même, pour la station en aval (Bakel), il a été constaté
chette, 1974). que toutes les données suivaient la distribution gamma. Dans
la distribution généralisée des valeurs extrêmes, les mois de
3 Matériels et méthodes mars à septembre et de janvier à mars, le module, le dé-
bit maximal annuel et le débit des périodes de hautes et
3.1 Données de basses eaux indiquaient une hypothèse nulle rejetée. De
même, dans la distribution normale, l’hypothèse nulle reje-
La base de données de la station amont (Bafing-Makana) tée sur les même variables (mois de mars à septembre et de
et celle aval (Bakel) sont retenues pour ladite étude. Les don- janvier à mars, module, débit maximal annuel et débit des
nées hydrométriques ont été mises à notre disposition par périodes de hautes et de basses eaux) en plus du mois d’oc-
l’Organisation pour la Mise en Valeur du Fleuve Sénégal tobre.
(OMVS). Ces données concernent les débits journaliers, (de
1970 à 2019), à partir desquels sont calculés les débits an- 4.2 Distribution saisonnière du débit
nuels et saisonniers sont utilisées dans l’analyse.
Dans la partie amont barrage (Fig. 2), sur les deux pé-
riodes, on note une évolution similaire malgré des débits
3.2 Méthodes mensuels légèrement plus élevés sur la période 1988–2019.
3.2.1 Analyse fréquentielle Les pics sont notés en septembre (avec 740 m3 /s de 1970
à 1987 et 867 m3 /s de 1988 à 2019) et les débits les plus
Dans la présente étude, les distributions gamma, celle de faibles en avril en 1970–1987 (avec 3,8 m3 /s) et mai en 1988–
la valeur extrême généralisée et la distribution normale, qui 2019 (avec 5,9 m3 /s). Les mois de la période de hautes eaux
sont largement utilisées dans de nombreuses études clima- (juillet, août, septembre et octobre) affichaient les débits les
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Tableau 1. Statistiques de test de Kolmogorov-Smirnov obtenues lors de la répartition par ajustement du débit du fleuve Sénégal aux stations
en amont (Bafing-Makana) et en aval (Bakel) du barrage.
Paramètres Station en amont Station en aval
Gamma GEV Normale Gamma GEV Normale
Mai 0,4287 0,3621 0,2297 0,4779 0,2466 0,1941
Juin 0,4183 0,0694 0,1631 0,4476 0,1100 0,1101
Juillet 0,4638 0,0737 0,1159 0,4717 0,0695 0,1270
Août 0,3907 0,1107 0,1143 0,5477 0,0869 0,1265
Septembre 0,4952 0,1125 0,1478 0,5078 0,1131 0,1052
Octobre 0,4166 0,0831 0,0933 0,5578 0,2996 0,1499
Novembre 0,5064 0,5165 0,2022 0,5144 0,7551 0,2028
Décembre 0,3534 0,2209 0,2052 0,4323 0,4774 0,2090
Janvier 0,3217 0,5292 0,2279 0,5338 0,1491 0,1676
Février 0,2990 0,5918 0,2444 0,4414 0,1144 0,1206
Mars 0,2883 0,4898 0,2055 0,4231 0,1654 0,1631
Avril 0,2907 0,5170 0,1645 0,4688 0,2225 0,2013
Module 0,3158 0,0997 0,1087 0,4808 0,0855 0,1256
Débit Maximum 0,4665 0,0618 0,0651 0,4897 0,0738 0,0758
Débit minimum 0,3711 0,6479 0,2338 0,4490 0,3125 0,2015
Hautes eaux 0,3884 0,1000 0,0938 0,5254 0,0650 0,1142
Basses eaux 0,3269 0,0695 0,1546 0,4474 0,1174 0,1099
Figure 2. Distribution saisonnière du débit enregistré en amont (a) et en aval (b) du barrage de Manantali.
plus élevés sur les deux périodes. Sur la période de basses à partir du mois de septembre jusqu’en avril. Les augmenta-
eaux (le reste de l’année), les débits étaient très faibles. tions de débit sont dues au surplus d’eau du réservoir et au
Dans la partie aval barrage (Fig. 2), l’évolution du dé- maintien d’un débit minimal dans le fleuve (Faye, 2015). Il
bit montre une nette opposition entre la période 1970–1987 ressort aussi de la Fig. 2 que le débit était très faible de dé-
(dont l’évolution est assez semblable de celle notée à Bafing- cembre à mai en amont, alors qu’il s’élève sur cette période
Makana sur les deux périodes) et celle 1988–2019 qui a vu au niveau de la partie aval.
ses débits en période de basses eaux fortement augmentés
(son débit minimal est plus de 90 fois plus important que
celui de 1970–1987). Cette augmentation s’explique par la 4.3 Tendances des flux mensuels et annuels
politique de soutien des étiages du barrage de Manantali. Le Tableau 2 présente l’importance de la statistique Z (tau
Toutefois, sur les deux périodes, les pics sont notés en sep- de Kendall) et la pente de Sen aux niveaux de confiance de
tembre (avec 1714 m3 /s en 1970–1987 et 1902 m3 /s en 1988– 90 % à 95 % de chaque variable. Les résultats montrent des
2019) et les débits les plus faibles en mai en 1970–1987 (avec augmentations importantes des tendances des deux côtés du
2,07 m3 /s) et en 1988–2019 (avec 188 m3 /s). Contrairement à barrage (de toutes les variables, seul le mois de juin a connu
la période avant barrage, sur la période après barrage, on peut une tendance à la baisse de son écoulement à la station de
noter que le débit a commencé à augmenter à partir du mois Bafing-Makana). En amont, les mois d’octobre à avril ont
de janvier. Cette augmentation s’est opérée après une diminu- montré des tendances à la hausse significatives au niveau
tion allant de septembre à janvier, ce qui est en contradiction de confiance de 99 %. Les tendances de mai étaient signi-
avec le débit avant le barrage, où il a commencé à diminuer ficatives au niveau de confiance de 95 %, tandis que les ten-
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Tableau 2. Tendances des débits mensuels et moyens annuels des rivières obtenues à l’aide de la pente de Sen et du test de tendance de
Mann-Kendall situé en amont et en aval du barrage de Manantal.
Paramètres Station en amont (Bafing Makana) Station en aval (Bakel
Tau de Kendall Significativité Pente de Sen Tau de Kendall Significativité Pente de Sen
Mai 0,2135 ∗∗ 0,0712 0,6344 ∗∗∗ 6,9206
Juin −0,0034 −0,0077 0,6361 ∗∗∗ 7,7636
Juillet 0,1650 ∗ 1,8607 0,3844 ∗∗∗ 5,6139
Août 0,1480 2,8723 0,0119 0,6723
Septembre 0,1361 2,3319 0,1378 10,9858
Octobre 0,3180 ∗∗∗ 4,1147 0,0493 1,5702
Novembre 0,4286 ∗∗∗ 2,6147 0,1259 1,5357
Décembre 0,3861 ∗∗∗ 1,1942 0,2126 ∗∗ 1,8892
Janvier 0,4082 ∗∗∗ 0,7428 0,4337 ∗∗∗ 3,2915
Février 0,4541 ∗∗∗ 0,5293 0,6020 ∗∗∗ 4,9282
Mars 0,4507 ∗∗∗ 0,3203 0,6003 ∗∗∗ 5,9834
Avril 0,4065 ∗∗∗ 0,1739 0,6344 ∗∗∗ 6,7668
Module 0,3452 ∗∗∗ 1,821 0,2619 ∗∗∗ 4,531
Débit Maximum 0,0255 2,1833 0,0952 10,8645
Débit minimum 0,5352 ∗∗∗ 0,0709 0,6785 ∗∗∗ 3,9356
Hautes eaux 0,2466 ∗∗ 2,9862 0,0884 4,3142
Basses eaux 0,3384 ∗∗∗ 0,8891 0,5748 ∗∗∗ 5,3217
∗ Significative à 90 %, ∗∗ Significative à 95 % et ∗∗∗ Significative à 99 %
dances de juillet étaient significatives au niveau de confiance 5 Conclusions
de 90 %. Il est important de mentionner ici que le module, le
débit minimal et le débit en période de basses eaux avaient Cette étude avait comme objectif de caractériser les ten-
également des tendances à la hausse significatives au niveau dances du débit de part et d’autre du barrage de Manantali,
de confiance de 99 %. La tendance significative la plus éle- dans le haut bassin du fleuve Sénégal. L’évaluation a été réa-
vée avec 4,11 m3 /an a été observée pour le mois d’octobre, lisée sur la période de 1970 à 2019 avec la méthode d’esti-
suivie du mois d’août avec 2,87 m3 /s/an. Par ailleurs, la ten- mateur de la pente de Sen et le test de Mann-Kendall. Les
dance du module a montré une variation de 1,82 m3 /s/an avec résultats de l’analyse des tendances ont montré que le dé-
un niveau de confiance de 99 %. On peut également noter bit du fleuve avait augmenté presque tous les mois des deux
qu’un seul débit mensuel a montré une légère tendance à la côtés du barrage. Le mois d’octobre a enregistré le taux de
baisse (le mois de juin avec −0,0034 m3 /s/an. Une augmen- changement le plus élevé en amont, tandis que le mois de
tation des tendances du débit des cours d’eau a également été septembre a enregistré le taux de changement le plus élevé
observée dans d’autres parties du monde (Soro et al., 2014). en aval du barrage. Les mois de mai et d’août ont montré
Le barrage indique une différence du nombre de mois de les changements les plus faibles respectivement en amont et
hautes eaux (c’est-à-dire mois à CMD > 1). Sur la période en aval du barrage. Des changements importants ont été re-
1970–1987, le nombre de mois de hautes eaux est de 3 mois, marqués aux mois de mai, juin, janvier, février et mars. De
alors que sur la période 1988–2019, il est de 4 mois. Ainsi, même, les modifications du débit annuel du fleuve ont éga-
la mise en eau du barrage de Manantali change le régime lement été jugées importantes. Des changements significatifs
du bassin à la station de Bakel qui passe d’un régime flu- positifs ont également été observés d’abord dans les débits
vial tropical pur (avant barrage) à un régime fluvial tropi- maximum et minimum et ensuite dans les débits en périodes
cal de transition (après barrage). De plus, le débit de la pé- de hautes et de basses eaux des deux côtés du barrage. Il
riode de hautes eaux est passé de 506 m3 /s (en 1970–1987) a été constaté que le débit maximal avait augmenté de ma-
à 595 m3 /s (en 1988–2019) dans la partie amont du bassin nière relativement significative du côté amont du barrage, ce
(soit une hausse de 17,6 %) et de 1085 m3 /s (en 1970–1987) à qui indique une augmentation des précipitations. De plus, la
1109 m3 /s (en 1988–2019) dans la partie aval du bassin (soit construction de structures hydrauliques peut être une cause
une faible hausse de 2,21 %). majeure de la hausse du débit en période d’étiages. Les ré-
sultats de cette étude devraient fournir une dcumentation im-
portante à la planification et à la gestion de l’agriculture et
des ressources en eau du bassin du fleuve Sénégal.
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